Construindo uma proteína: tradução

Autor: 
Craig Freudenrich, Ph.D.

Para continuar com nosso exemplo, uma vez que a cópia em atividade do código chegou ao sítio, os trabalhadores devem montar os materiais de acordo com as instruções; esse processo é chamado de tradução. No caso de uma proteína, os trabalhadores são os ribossomos e as moléculas especiais de RNA chamadas de RNAt (RNA transportador). Os materiais de construção são os aminoácidos.

Primeiro, vamos analisar o ribossomo. O ribossomo é constituído de RNA chamado RNAr (RNA ribossômico). Nos procariotos, o RNAr é formado no citoplasma; nos eucariotos, o RNAr é formado no nucléolo. O ribossomo possui duas partes, que se ligam em cada lado do RNAm. Dentro da parte maior há dois "espaços" (locais P e A) que terão dois códons adjacentes do RNAm, duas moléculas de RNAt e dois aminoácidos. Inicialmente, o sítio P prende o primeiro códon no RNAm, e o sítio A, o outro códon.

Em seguida, vamos analisar as moléculas de RNAt. Cada RNAt possui um local de ligação para um aminoácido. Em virtude de cada RNAt ser específico a um único aminoácido, ele deve ser capaz de reconhecer o códon no RNAm que se codifica para esse aminoácido específico. Por esse motivo, cada RNAt possui uma seqüência específica de três nucleotídeos chamada de anti-códon, que corresponde ao códon do RNAm apropriado, como fechadura e chave. Por exemplo, se um códon no RNAm possuir a seqüência ...-uracila-uracila-uracila-... (UUU), que se codifica para o aminoácido fenilalanina, então, o anti-códon no RNAt da fenilalanina será adenina-adenina-adenina (AAA); lembre-se de que A se liga a U no RNA. As moléculas de RNAt flutuam no citoplasma e se ligam aos aminoácidos livres. Uma vez ligados aos aminoácidos, os RNAts (também chamados de aminoacil-RNAts) procurarão os ribossomos.

Finalmente, vamos analisar os fatos na síntese de novas proteínas. Por exemplo, vamos considerar uma pequena molécula de RNAm com a seguinte seqüência:

(início)--->AUG-UUU-ACA-UGA<--- (fim)

Todas as moléculas de RNAm começam com AUG (o códon de iniciação). UGA, UAA e UAG são códons de terminação; códons de terminação não possuem moléculas de RNAt correspondentes (as moléculas de RNAm reais possuem centenas de códons).

A seqüência correspondente de anti-códons do RNAt será:

 

UAC-AAA-UGU

Não há RNAt correspondente para os códons de terminação.

A seqüência de aminoácidos especificada por esse pequeno RNAm é:

 

metionina - fenilalanina - treonina

Conhecemos essa seqüência de aminoácidos usando uma tabela de código genético. A tabela de código genético abaixo é para o RNAm e especifica as bases na primeira, segunda e terceira posições do códon com seus aminoácidos correspondentes.

Vamos ler o aminoácido especificado pelo códon do RNAm, AUG. Primeiro, coloque seu dedo esquerdo no códon da primeira posição (A), na primeira coluna da tabela. Mova o dedo esquerdo pela linha abaixo do códon da segunda posição (U) na primeira linha. Agora, coloque o dedo direito sobre o códon da terceira posição (G) na mesma linha da última coluna (G). Mova o dedo direito pela linha até chegar no dedo esquerdo e leia o aminoácido (metionina).

Essa é uma tabela de código genético que se baseia nos códons do mRNA.  Algumas tabelas podem basear-se nos códons do DNA.

Essa é uma tabela de código genético que se baseia nos códons do RNAm. Algumas tabelas baseiam-se nos códons do DNA.

 

Agora, vamos observar a ordem dos fatos na síntese de nossa proteína do RNAm de nossa amostra:

  1. um ribossomo se liga ao RNAm com o códon AUG no sítio P e o códon UUU no sítio A;
  2. um aminoacil-RNAt (anti-códon = UAC) com uma metionina acoplada entra no sítio P do ribossomo;
  3. um aminoacil-RNAt (anti-códon = AAA) com uma fenilalanina acoplada entra no sítio A do ribossomo;
  4. uma ligação química se forma entre a metionina e a fenilalanina (em uma proteína, essa ligação covalente é chamada de ligação peptídica);
  5. o RNAt específico da metionina deixa o sítio P e parte para se acoplar a outra metionina;
  6. o ribossomo se desloca para que o sítio P contenha agora o códon UUU com o RNAt da fenilalanina acoplada e o próximo códon (ACA) ocupe o sítio A;
  7. um aminoacil-RNAt (anti-códon) com uma treonina acoplada entra no sítio A do ribossomo;
  8. forma-se uma ligação peptídica entre a fenilalanina e a treonina;
  9. o RNAt específico da fenilalanina deixa o sítio P e parte para encontrar outra fenilalanina;
  10. o ribossomo se desloca para baixo de um códon, para que a seqüência de terminação esteja agora no sítio A. No encontro com a seqüência de terminação:
    • o ribossomo se separa do RNAm e se divide nas suas duas partes
    • o RNAt específico da treonina libera sua treonina e sai
    • a nova proteína circula

Vários ribossomos podem acoplar-se a uma molécula de RNAm uma após a outra e começar a produzir proteínas. Então, várias proteínas podem ser produzidas de um RNAm. Na verdade, nas bactérias E. coli, a tradução do RNAm começa antes de terminar a transcrição.

DNA mitocondrial
As mitocôndrias (e os cloroplastos nas plantas) possuem seus próprios anéis pequenos de DNA e se reproduzem sozinhos, independentemente do que acontece no núcleo. Esse DNA se codifica para algumas proteínas mitocondriais, mas outras são fornecidas a partir do DNA armazenado no núcleo. As mitocôndrias assemelham-se à forma inicial das bactérias, que se acreditava terem sido capturadas nas células eucarióticas no início da história da vida na Terra. As bactérias coexistiam com a célula (endossimbiose) e evoluíam nas mitocôndrias. Outro aspecto exclusivo do DNA mitocondrial é que você o recebe por herança somente de sua mãe (as mitocôndrias que existem no óvulo). Embora o espermatozóide que fertiliza o óvulo contenha uma mitocôndria do pai, ela não será liberada nem transmitida.